На рисунке 16 представлена блок-схема алгоритма расчета рабочих характеристик. Набор программы необходимо провести с использованием приведенных зависимостей, написанных применительно к упрощенной Г-образной схеме замещения одной фазы асинхронной машины, для которой делается следующее упрощение, коэффициент С=1. Вначале необходимо ввести исходные данные.
Рисунок 16 – Блок-схема алгоритма расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя, где вводимыми исходными данными являются:
Рн – полезная мощность на валу в номинальном режиме, кВт;
Iн – номинальный ток фазы, А;
Uн = 380 В – номинальное линейное напряжение при схеме соединения обмоток статора в звезду;
nн – номинальная частота вращения ротора, мин-1;
R1 – сопротивление обмотки статора при температуре 20°С;
I0 – ток холостого хода, А;
P0 – мощность потерь холостого хода, Вт;
Pк – мощность потерь короткого замыкания при токе обмотки статора Iн и напряжении короткого замыкания Uк;
Uк – линейное напряжение короткого замыкания, В;
р – число пар полюсов обмотки статора.
Затем в блок-схему рисунка 16 необходимо ввести зависимости для расчета параметров двигателя на основе введенных данных:
- R75 рассчитывается по формуле (23);
- R'2 рассчитывается по формулам (24) и (25).
Далее индуктивное сопротивление короткого замыкания фазы определяется
, Ом (32)
Скольжение ротора в номинальном режиме двигателя при частоте 50 Гц определяется
(33)
где - номинальная частота вращения, мин-1;
р – число пар полюсов асинхронного двигателя.
Далее необходимо ввести переменную величину скольжения s=(0,2…1,6)·Sн с шагом 0,2·Sн для расчета рабочих характеристик по следующим зависимостям:
Определяется ток ротора, А
(34)
Определяется косинус угла между вектором тока и напряжением фазы статора
(35)
Определяются активная и реактивная составляющие тока холостого тока, А
,
(36)
Определяются активная и реактивная составляющие тока статора при нагрузке, А
;
(37)
Определяется полный ток статора при нагрузке, А
(38)
Определяется (39)
Определяется активная мощность, потребляемая двигателем из сети при нагрузке, Вт
(40)
Определяется мощность на валу двигателя, ВТ
(41)
Определяется частота вращения ротора, мин-1
(42)
Определяется частота на валу двигателя при частоте сети 50 Гц, Н·м
(43)
Определяется кпд двигателя, отн.ед. (44)
Результаты расчета рабочих характеристик на ЭВМ выводятся на печать и представляются в таблицу 8.
Таблица 8 – Результаты расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя на ЭВМ
Расчетная величина | Единица изм | Скольжение | |||||||
0,2·Sн | 0,4·Sн | 0,6·Sн | 0,8·Sн | Sн | 1,2·Sн | 1,4·Sн | 1,6·Sн | ||
S= | S= | S= | S= | S= | S= | S= | S= | ||
I1 | А | ||||||||
cosφ | - | ||||||||
P1 | Вт | ||||||||
P2 | Вт | ||||||||
n | мин-1 | ||||||||
M | Н·м | ||||||||
η | - |
На основе полученных данных строятся рабочие характеристики I1, P1, n, M, cosφ, η=f(P2) и вкладываются в контрольную работу на студента.